JP2000337773A - 加熱乾燥装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ばい塵や塩化水素等の有害物質を排出せずに安
定して家畜ふん尿や下水汚泥等の高含水物の廃棄物を連
続的に加熱して乾燥させる。 【解決手段】加熱領域では外筒２に設けた複数の接線方
向バーナ６により、被乾燥物を移動させている回転円筒
３に沿って旋回火炎を形成し、形成した旋回火炎で回転
円筒３を加熱して加熱領域の回転円筒３表面を効率良く
加熱する。加熱領域で生じた排気ガスは排気ガス流路の
回転円筒３の外周面に設けた螺旋状の伝熱フィン１４に
より回転円筒３の周囲に沿って旋回し長時間滞留して回
転円筒３を加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば家畜ふん
尿や下水汚泥等の高含水物の廃棄物を連続的に加熱して
乾燥させる加熱乾燥装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば下水汚泥等の産業廃棄物を加熱乾
燥するために外熱式のロータリーキルン乾燥装置が使用
されている。外熱式のロータリーキルン乾燥装置は耐火
物を内張りした円筒状の炉を有し、一定の微小角度傾斜
した円筒状の炉を回転しながら、円筒状の炉を外部から
電気ヒータや重油バーナー等で加熱し、廃棄物を前端入
口から後端出口に移動させて加熱，乾燥するようにして
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この外熱式のロータリ
ーキルン乾燥装置の熱源として電気ヒータを使用すると
ばい塵等の有害物質は発生しないが、他の熱源と比べて
加熱コストが高価になってしまう。重油バーナーを使用
した場合は、高温の排気ガスはそのまま排出され、熱効
率が悪いとともにばい塵や塩化水素，硫黄酸化物、窒素
酸化物等の有害物質が発生し、その除去設備が必要にな
り、設備費等の費用が増加することは避けられない。

【０００４】また重油バーナーやプロパンバーナーで円
筒状の炉を加熱する場合、円筒状の炉の全周を均一に加
熱するため、円筒状の炉の全周を取り巻くように重油バ
ーナーを配置する必要がある。このため一部のバーナー
は下向きに配置される。この下向きに配置されたバーナ
ーは不完全燃焼が生じ易く、不完全燃焼が生じると、煤
等によりバーナーノズルの目詰まりが発生し、加熱不均
一や燃焼不安定など爆発の危険性がある。このため操業
を中断してバーナーの清掃を繰返す必要があり、運転コ
ストが高価になってしまう。

【０００５】さらに、重油バーナーやプロパンバーナー
からの加熱ガスの対流により円筒状の炉を加熱する場合
は熱伝達率が低く、不均一加熱や加熱不足が生じると、
円筒状の炉内の被乾燥物が団子状にかたまって乾燥し
て、排出口から取り出せなくなる等のトラブルが発生し
易い。また、円筒状の炉が高温になりすぎると、被乾燥
物が焼き付いたり、充分に乾燥する時間が取れずに未乾
燥のまま排出されてしまう。また、加熱された円筒状の
炉表面からの輻射熱がバーナーノズルの温度を上昇させ
るため、逆火や爆発の原因となり、安定した乾燥が困難
な場合もある。

【０００６】この発明はかかる短所を改善し、ばい塵や
塩化水素等の有害物質を排出せずに安定して家畜ふん尿
や下水汚泥等の高含水物の廃棄物を連続的に加熱して乾
燥させることができる加熱乾燥装置を提供することを目
的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る加熱乾燥
装置は、外筒と外筒内に配置された回転円筒及び接線方
向バーナを有し、外筒は両端部が密閉され、被乾燥物供
給部を有する前端部が乾燥物排出口を有する後端部より
高くなるように傾斜して設置され、回転内筒は複数の保
持ローラにより外筒に回転自在に保持され、乾燥物排出
口側のほぼ２／３の範囲の外周面に螺旋状の伝熱フィン
が設けられ、内部には回転円筒の回転方向と反対方向に
回転する複数の撹拌回転ブレードを有し、接線方向バー
ナは外筒の周方向に均等に配置され、回転円筒の外周に
沿った旋回火炎を発生させ、回転円筒の被乾燥物供給部
側のほぼ１／３の範囲に加熱領域を構成することを特徴
とする。

【０００８】上記接線方向バーナと被乾燥物供給部側の
回転円筒端部との間の外筒と回転円筒の間隙にラビリン
スパッキンを設けると良い。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の加熱乾燥装置は保温材
に覆われた外筒と、外筒内に配置された回転円筒及び接
線方向バーナを有する。外筒は両端部が密閉され、前端
部には家畜ふん尿や下水汚泥等の被乾燥物を供給する被
乾燥物供給部が設けられ、後端下部に乾燥物排出口が設
けられ、被乾燥物供給部を有する前端部が乾燥物排出口
を有する後端部より高くなるように水平面に対して微小
角度だけ傾斜して設置されている。外筒と回転円筒の間
隙の被乾燥物供給部が設けられた前端部側には例えば３
組の接線方向バーナが外筒の周方向に３等分して均等に
配置され、回転内筒の外周に沿った旋回火炎を生じるよ
うに外筒に対して傾いて取り付けられている。この外筒
と回転円筒の間隙のうち前端部のほぼ１／３で加熱領域
を構成し、残りの２／３の部分は排気ガス流路を構成し
ている。回転内筒は複数の保持ローラにより外筒に回転
自在に保持され、排気ガス流路を形成する外周面には螺
旋状の伝熱フィンが設けられ、内部には、回転内筒の軸
心に対して偏心して設けられた回転軸に複数の撹拌回転
ブレードが段違いに取り付けられている。

【００１０】この加熱乾燥装置で家畜ふん尿や下水汚泥
等の高含水物の被乾燥物を乾燥させるときは、回転内筒
と撹拌回転ブレードを回転しながら接線方向バーナによ
り外筒と回転円筒の間の間隙に旋回火炎を形成する。こ
の旋回火炎で外筒と回転円筒の間隙のうち前端部のほぼ
１／３の加熱領域で回転円筒を加熱して、供給された高
含水物の被乾燥物を供給する。回転円筒に供給された被
乾燥物は乾燥物排出口が設けられた下流側に移動しなが
ら、回転円筒の回転方向と反対方向に回転する撹拌回転
ブレードで撹拌され、乾燥して回転円筒の内面に付着し
た被乾燥物を撹拌回転ブレードの回転により掻き落され
て粉砕されながら下流側に移動して排気ガス流路を通る
排気ガスの熱により加熱乾燥される。回転内筒内を移動
しながら加熱，乾燥した乾燥物は乾燥物排出口から排出
される。

【００１１】

【実施例】図１はこの発明の一実施例の構成を示す断面
図である。図１に示すように、加熱乾燥装置１は保温材
に覆われた外筒２と、外筒２内に収納された回転円筒３
を有する。外筒２は両端部が密閉され、前端部には家畜
ふん尿や下水汚泥等の被乾燥物を供給する被乾燥物供給
部４が設けられ、後端下部に乾燥物排出口５が設けら
れ、被乾燥物供給部４を有する前端部が乾燥物排出口５
を有する後端部より高くなるように水平面に対して微小
角度αだけ傾斜して設置されている。外筒２と回転円筒
３の間隙の被乾燥物供給部４が設けられた前端部側には
複数、例えば図２の側面断面図に示すように３組の接線
方向バーナ６が外筒２の周方向に３等分して均等に配置
され、回転内筒３の外周に沿った旋回火炎を生じるよう
に外筒２に対して傾いて取り付けられている。この外筒
２と回転円筒３の間隙のうち前端部のほぼ１／３で加熱
領域を構成し、残りの２／３の部分は排気ガス流路を構
成している。加熱領域より前の回転内筒３の端部上部に
は送気口７を有し、排気ガス流路の後端の上部には排気
ガス排出口８が設けられ、乾燥物排出口５が設けられた
位置より後の外筒２の端部には被乾燥物ガス排出口９を
有する。接線方向バーナ６と送気口７との間には外筒２
の内周面と回転円筒３の外周面に取り付けたブレードに
よるラビリンスパッキン１０が設けられ、排気ガス排出
口８と被乾燥物ガス排出口９との間にも外筒２の内周面
に取り付けた隔壁１１が設けられている。

【００１２】回転内筒３は複数の保持ローラ１２により
外筒２に回転自在に保持され、回転駆動装置１３により
回転する。回転内筒３の排気ガス流路を形成する外周面
には螺旋状の伝熱フィン１４が設けられ、内部には、図
３の断面図に示すように、回転内筒３の軸心に対して偏
心して設けられた回転軸１５に複数の撹拌回転ブレード
１６が段違いに取り付けられている。撹拌回転ブレード
１６を有する回転軸１５は外筒２の両端部に軸受１７を
介して取り付けられ、ブレード駆動装置１８により回転
内筒３の回転方向と反対方向に回転する。

【００１３】上記のように構成された加熱乾燥装置１で
家畜ふん尿や下水汚泥等の高含水物の被乾燥物を乾燥さ
せるときは、回転内筒３と撹拌回転ブレード１６を回転
しながら接線方向バーナ６に供給された燃料油を圧縮空
気で霧化して点火し、外筒２と回転円筒３の間の間隙
に、回転円筒３の外周面に沿った旋回火炎を形成する。
この旋回火炎で外筒２と回転円筒３の間隙のうち前端部
のほぼ１／３の加熱領域で回転円筒３を加熱する。この
回転円筒３内に被乾燥物供給部４から家畜ふん尿等の高
含水物の被乾燥物を供給する。傾斜した回転円筒３に供
給された被乾燥物は重力により乾燥物排出口５が設けら
れた下流側に移動しながら加熱される。この移動する被
乾燥物を回転円筒３の回転方向と反対方向に回転する撹
拌回転ブレード１６で撹拌し、乾燥して回転円筒３の内
面に付着した被乾燥物を撹拌回転ブレード１６の回転に
より掻き落して粉砕しながら下流側に移動し、螺旋状の
伝熱フィン１４を有する排気ガス流路を通る排気ガスの
熱により、さらに加熱乾燥される。回転内筒３内を移動
しながら加熱，乾燥した乾燥物は乾燥物排出口５から排
出される。

【００１４】この被乾燥物を加熱するときに、例えば３
組の接線方向バーナ６は外筒２の周方向に３等分して均
等に配置され、接線方向バーナ６が回転円筒３の外周面
に沿った旋回火炎を生じさせるから、火炎が回転円筒３
の外周面に沿って長期間滞在して回転円筒３を一定温度
に効率良く加熱することができる。また、接線方向バー
ナ６と送気口７との間にはラビリンスパッキン１０が設
けられているから、接線方向バーナ６で発生して旋回し
ている火炎が送気口７側から回転円筒３内に入り込むこ
とを防いで、回転円筒３に供給された被乾燥物が燃焼す
ること防止することができる。

【００１５】外筒２と回転円筒３の間隙のうち前端部の
ほぼ１／３の加熱領域の燃焼により生じた排気ガスは、
ほぼ２／３の排気ガス流路の回転円筒３の外周面に設け
た螺旋状の伝熱フィン１４により回転円筒３の周囲に沿
って旋回して長時間滞留して回転円筒３を加熱する。し
たがって排気ガスの熱を有効に利用することができ、加
熱領域をほぼ１／３と短くしても回転円筒３内を移動し
ている被乾燥物を確実に加熱，乾燥することができる。
また、排気ガスが回転円筒３の周囲に沿って長時間滞留
して排気ガスの熱を回転円筒３に供給するから、排気ガ
ス供給口８から排出される排気ガスの温度を低くするこ
とができ、例えば加熱領域の回転円筒３を３００℃程度
に加熱した場合、排気ガス供給口８から排出される排気
ガスの温度を６０℃程度と低くすることができ、公害の
発生を防止することができる。

【００１６】この被乾燥物を加熱，乾燥するときに、被
乾燥物供給部４が設けられた上流側の送気口７から回転
円筒３内に空気を送り被乾燥物ガス排出口９から排出す
ることにより、回転円筒３の内部が被乾燥物から蒸発し
た水分により過飽和状態になることを防ぎ、被乾燥物の
乾燥を促進することができる。また、排気ガス排出口８
と被乾燥物ガス排出口９との間に外筒２の内周面に取り
付けた隔壁１１が設けられているから、排気ガス流路か
ら排気ガスが被乾燥物ガス排出口９に流れ込むことを防
ぐことができる。

【００１７】この加熱乾燥装置１に例えば含水率８６％
の牛ふん尿を投入し、接線方向バーナ６に燃料油として
灯油を供給して点火し、旋回火炎を生じさせて回転円筒
３を加熱した結果、さらさらした細粒状の乾燥粉末と顆
粒状の乾燥物を得ることができた。また、回転円筒３の
ほぼ１／３を接線方向バーナ６の旋回火炎による加熱領
域とし、残りのほぼ２／３を伝熱フィン１４を設けた排
気ガス流路として排気ガスを有効に利用しているから、
接線方向バーナ６からの燃焼による熱効率を５５％程度
に高めることができ、排気ガスを利用しない場合の熱効
率２０〜３０％と比べて燃焼熱を有効に活用することが
できた。

【００１８】上記実施例は排気ガス供給口８から排気ガ
スを外部に排出する場合について説明したが、排気ガス
供給口８から排出される排気ガスを上流側の送気口７に
送り循環させることにより、排気ガスをより有効に活用
することができる。

【００１９】また、上記実施例は接線方向バーナ６を３
組設けた場合について説明したが、接線方向バーナ６の
数量は回転円筒３の直径と長さに応じて適宜選択して複
数段に設ければ良い。

【００２０】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、加熱領
域では外筒に設けた複数の接線方向バーナで被乾燥物を
移動させている回転円筒に沿って旋回火炎を形成し、形
成した旋回火炎で回転円筒を加熱するから、加熱領域の
回転円筒表面を効率良く加熱することができる。

【００２１】また、加熱領域で生じた排気ガスは排気ガ
ス流路の回転円筒外周面に設けた螺旋状の伝熱フィンに
より回転円筒の周囲に沿って旋回し長時間滞留して回転
円筒を加熱するから、排気ガスの熱を有効に利用するこ
とができ、加熱乾燥装置の長さを短くして小型化できる
とともに、排出される排気ガスの温度を低くして公害が
発生することを防止できる。

【００２２】さらに、加熱により乾燥して回転円筒の内
面に付着した被乾燥物を撹拌回転ブレードで撹拌し、乾
燥して回転円筒の内面に付着した被乾燥物を撹拌回転ブ
レードの回転により掻き落し、粉砕しながら下流側に移
動するから、被乾燥物を安定して下流側に移動しながら
効率良く加熱乾燥することができる。

【００２３】また、接線方向バーナと被乾燥物供給部側
の回転円筒端部との間の外筒と回転円筒の間隙にラビリ
ンスパッキンを設け、接線方向バーナで発生して旋回し
ている火炎が回転円筒内に入り込むことを防いで、回転
円筒に供給された被乾燥物が燃焼すること防止するか
ら、被乾燥物を安定して乾燥することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の構成を示す断面図である。

【図２】上記実施例の側面断面図である。

【図３】上記実施例の回転円筒の断面図である。

【符号の説明】

１ 加熱乾燥装置 ２ 外筒 ３ 回転円筒 ４ 被乾燥物供給部 ５ 乾燥物排出口 ６ 接線方向バーナ ７ 送気口 ８ 排気ガス排出口 ９ 被乾燥物ガス排出口 １０ ラビリンスパッキン １１ 隔壁 １４ 伝熱フィン １６ 撹拌回転ブレード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 博一 神奈川県横浜市鶴見区小野町88番地 日本 鋼管工事株式会社内 (72)発明者 浪岡 敏幸 神奈川県横浜市鶴見区小野町88番地 日本 鋼管工事株式会社内 (72)発明者 石塚 悟 広島県東広島市西条昭和町４番21−702 Ｆターム(参考） 3L113 AA08 AC04 AC58 AC68 AC77 BA38 DA26

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外筒と外筒内に配置された回転円筒及び
   接線方向バーナを有し、 外筒は両端部が密閉され、被乾燥物供給部を有する前端
   部が乾燥物排出口を有する後端部より高くなるように傾
   斜して設置され、 回転内筒は複数の保持ローラにより外筒に回転自在に保
   持され、乾燥物排出口側のほぼ２／３の範囲の外周面に
   螺旋状の伝熱フィンが設けられ、内部には回転円筒の回
   転方向と反対方向に回転する複数の撹拌回転ブレードを
   有し、 接線方向バーナは外筒の周方向に均等に配置され、回転
   円筒の外周に沿った旋回火炎を発生させ、回転円筒の被
   乾燥物供給部側のほぼ１／３の範囲に加熱領域を構成す
   ることを特徴とする加熱乾燥装置。
2. 【請求項２】 上記接線方向バーナと被乾燥物供給部側
   の回転円筒端部との間の外筒と回転円筒の間隙にラビリ
   ンスパッキンを設けた請求項１記載の加熱乾燥装置。